ZnFe2O4多孔纳米棒的合成、表征及在锂离子电池负极中应用.pdfVIP

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2017-08-08 发布于安徽
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ZnFe2O4多孔纳米棒的合成、表征及在锂离子电池负极中应用.pdf

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ZnFe O 多孔纳米棒的合成、表征及在锂离子电池负极中的应用 2 4 * 刘孟峰，李春生，陶占良，梁静，陈军南开大学新能源材料化学研究所，教育部高效储能工程研究中心，天津，300071 *联系人：(+86)-22-2350-6808；E-mail: chenabc@nankai.edu.cn 过渡金属复合氧化物铁酸盐（MFe O , M=Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn等）因其良好的物理和化学性质， 2 4 在电极材料、磁性材料、气敏材料及光催化材料中得到了广泛应用[1-3]。研究表明，ZnFe O 纳米材 2 4 料作为锂离子电池负极材料有着较高的放电比容量和较好的循环性能；同时，多孔一维纳米材料由于其高比表面积和孔道效应能进一步提高电池的充放电容量和循环性能[4]。本文通过微乳法制备了直径约100 nm的ZnFe O 多孔纳米棒，并考查了微乳法关键实验参数与产 2 4 物形貌之间的关系。利用X射线衍射（XRD ）、扫描电子显微镜（SEM ）、透射电子显微镜（TEM ）和比表面积测试（BET ）等手段对产物的组成、结构及形貌进行了系统分析，并对其作为锂离子电池负极的电化学性能进行了研究。如图1所示，ZnFe O 多孔纳米棒电极材料较传统的块体材料具有 2 4 较高的比容量（放电25周后950 mAh g-1 [5] ）和循环稳定性。通过阿仑尼乌斯方程计算得知，ZnFe O 2 4 多孔纳米棒的活化能为44.4 KJ/mol ，远远小于块体材料（58.5 KJ/mol ），说明具有高比表面积和孔道结构材料结构利于与电解液的接触及锂离子的扩散，从而具有良好的电化学综合性能。图1 ZnFe O 纳米棒的循环性能图, 电压窗口0.005-3.0V ，充放电电流密度300 mAg-1 2 4 + Fig. 1 cycle performance of the ZnFe O porous nanorods and the bulk samples in the 0.005–3 V(vs. Li /Li) voltage window, charge rate: 2 4 -1 300 mAg . 本研究为国家973(2005CB623607)和天津科技项目（07ZCGHHZ00700、08JCZDJC21300 ）资助。参考文献： [1] Latham A H, Williams M E, Acc. Chem. Res.,